МОНОИМПУЛЬСНЫЙ ПЕЛЕНГАТОР

Изобретение относится к моноимпульсным пеленгаторам (МП) радиолокационных целей с суммарно-разностной и корреляционной обработкой сигналов.

Известен МП, в котором суммарно-разностный преобразователь включен до устройства корреляционной обработки сигналов и формирование сигнала ошибки (СО) осуществляется в виде функции угла первого порядка, например [Н.М.Царьков. Многоканальные радиолокационные измерители. - М.: Сов. радио, 1980, рис.7.1 и формулы 7.6, 7.7 на с.149 и 150, Л1]; Патент US 4646095, G01S 13/44, 1985; Патент GB 1402711, G01S 3/22, 1971 и др.

Более близким по составу элементов и их функциональным связям является МП, формирующий СО в виде квадратичной функции угла, в котором устройство корреляционной обработки включено до суммарно-разностного преобразователя [Л1, формула 7.11 на с.152].

Данный МП содержит двухканальную амплитудочувствительную антенну, каждый канал которой через включенные последовательно отдельные приемник, коррелятор и общий суммарно-разностный преобразователь подключены к входам делителя разностного сигнала на суммарный, выход которого является выходом МП для СО.

Приемники сигналов каждого из антенных каналов, например А и В, содержат устройство для преобразования частоты, усиления и аналого-цифрового преобразования сигналов и формируют значения комплексных амплитуд сигналов и в виде их квадратурных составляющих

U_A=U_A1+jU_A2; U_B=U_B1+jU_B2.

Корреляторы каждого из указанных сигналов и выполняют операции умножения их комплексно сопряженных значений и усреднения во времени. В случае амплитудной пеленгации они формируют квадратичные значения амплитуд (т.е. служат квадратичными амплитудными детекторами)

например, [Л1, формула 7.10 на с.151].

Суммарно-разностный преобразователь этих сигналов и делитель разностного сигнала на суммарный обеспечивают формирование СО в виде

Данный МП служит для пеленгации в одной плоскости, т.е. является однокоординатным.

Известен также МП в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, например, по азимуту α и углу места β, содержащий два функционально независимых однокоординатных МП, двухканальные амплитудочувствительные антенны которых размещены в виде квадратной антенной решетки (АР) [А.Н.Леонов, К.Н.Фомичев. Моноимпульсная радиолокация. М.: Радио и связь, 1984, с.76-78, Л2].

Однако точность данного МП существенно снижается из-за того, что в нем сигналы антенных каналов А и В, служащие для пеленгации в одной плоскости, не используются для пеленгации в другой плоскости.

Технической задачей, решаемой данным изобретением, является устранение указанного недостатка, а именно повышение точности МП посредством комплексирования приемников антенных каналов двух однокоординатных МП [Защита от радиопомех. Под ред. М.В.Максимова. М.: «Советское Радио», 1976, гл.9, раздел 9.2, с.452].

Данная техническая задача решается тем, что в предлагаемый МП дополнительно введены четыре сумматора, причем выходы приемников левой и правой пар каналов АР соответственно через первый и второй сумматоры подключены к входам корреляторов одного из однокоординатных МП, а выходы приемников верхней и нижней пар каналов АР соответственно через третий и четвертый сумматоры подключены к входам корреляторов другого однокоординатного МП, выходы делителей первого и второго однокоординатных МП являются выходами соответственно для азимутального и угломестного СО.

Комплексирование приемников антенных каналов двух одноканальных МП, осуществляемое введенными отличительными признаками, повышает точность пеленгования в каждой из плоскостей.

Функциональная схема предлагаемого МП в двух взаимно перпендикулярных плоскостях изображена на прилагаемом чертеже.

1 - амплитудочувствительная квадратная АР с каналами А, В, С, D;

2_1...4 - приемники каналов АР;

3_1...4 - сумматоры;

4_1...4 - корреляторы;

5_{1, 2} - суммарно-разностные преобразователи;

6_{1, 2} - делители.

Приемники 2₁ и 2₃ для двух левых (А и С) и приемники 2₂ и 2₄ для двух правых (В и D) каналов АР 1 соответственно через первый 3₁ и второй 3₂ сумматоры подключены к входам первого 4₁ и второго 4₂ корреляторов.

Приемники 2₁ и 2₂ для двух верхних (А и В) и приемники 2₃ и 2₄ для двух нижних (С и D) каналов АР 1 соответственно через третий 3₃ и четвертый 3₄ сумматоры подключены к входам третьего 4₃ и четвертого 4₄ корреляторов.

Первый 4₁ и второй 4₂ корреляторы своими выходами через первый суммарно-разностный преобразователь 5₁ подключены к входам первого делителя 6₁ разностного сигнала на суммарный.

Третий 4₃ и четвертый 4₄ корреляторы своими выходами через второй суммарно-разностный преобразователь 5₂ подключены к входам второго делителя 6₂ разностного сигнала на суммарный.

Выходы первого 6₁ и второго 6₂ делителей являются выходами предлагаемого МП соответственно для азимутального U_α и угломестного U_βCO.

Амплитудочувствительная квадратная АР 1 для пеленгации в двух плоскостях приведена, например, в [Л.2 рис.4.8 на с.77].

Приемники 2_1...4 формируют значения комплексных амплитуд сигналов для АР 1 в виде квадратурных составляющих

и известны, например, из Патента US 5315304, G01S 7/40, 1994 г.

Сумматоры 3_1...4 формируют сигналы, соответствующие левой правой верхней и нижней парам каналов АР 1

Корреляторы 4_1...4 посредством умножения комплексно сопряженных значений входных сигналов и усреднения во времени формируют квадратичные значения их амплитуд

Суммарно-разностный преобразователь 5₁ и делитель 6₁ формируют из сигналов U_Л ² и U_П ² азимутальный U_αСО, а суммарно-разностный преобразователь 52 и делитель 62 формируют из сигналов U_В ² и U_Н ² угломестный U_βCO

Введенные отличительные признаки (сумматоры 3_1...4 и их функциональные связи) обеспечивают выигрыш в соотношении сигнал/шум на основании следующего.

Так, в главных сечениях координатной плоскости по сравнению с прототипом он равен на входах корреляторов 4_1...4 и двум для квадратичных значений сигналов и шумов на их выходах [Защита от радиопомех. Под ред. М.В.Максимова. - Москва.: Сов. Радио, 1976, гл.9, раздел 9.2, с 452]. Например, для левой пары каналов АР 1

U_Л ²=(U_A1+U_C1)²+(U_A2+U_C2)²=U_A ²+U_C ²+2·U_A·U_C=(U_A+U_C)²,

где U_A ²=U_A1 ²+U_A2 ²; U_C ²=U² _C1+U² _C2 - квадратичные значения амплитуд сигналов;

2·U_A·U_C=2·(U_A1·U_C1+U_A2·U_C2) - удвоенное значение скалярного произведения векторов [А.Г.Цыпкин. Справочник по математике. - М.: Наука, 1983, с.292].

В результате соотношение квадратичных значений для сигналов на выходах корреляторов в предлагаемом устройстве и прототипе равно четырем, U_Л ²=4·U_A ²=4·U_С ², а для шумов - двум, что обеспечивает выигрыш в отношении сигнал/шум в два раза.

Аналогичные соотношения имеют место и на выходах других корреляторов.

Указанный выигрыш в соотношении сигнал/шум на выходах корреляторов 4_1...4 создает соответствующий эффект повышения точности пеленгования (т.е. уменьшение дисперсии и среднеквадратической ошибки, обусловленной влиянием шумов), например [Л.2, формула 6.10 на с.136].

Данный технический результат достигается при фиксированных габаритах АР, что особенно важно применительно к бортовой аппаратуре в силу ограничений по массогабаритным параметрам и потребляемой мощности.